塑性成形工藝與模具設(shè)計最簡明

1、第一章塑性成形（塑性加工、壓力加工）：金屬材料在一定的外力作用下，利用金屬的塑性而使其成形為具有一定形狀及一定力學(xué)性能的加工方法。塑性成形工藝與其他加工工藝相比，特點(diǎn)：1、材料利用率高2、力學(xué)性能好3、尺寸精度高4、生產(chǎn)效率高塑性成形工藝的分類按加工對象的屬性：一次塑性加工（軋制、擠壓、拉拔等）、二次塑性加工按塑性成形毛坯特點(diǎn)：體積成形（塊形成形）、板料成形軋制：縱軋、橫軋、斜軋擠壓（坯料后端施加壓力）：正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓拉拔（坯料前端施加壓力）板料成形（沖壓、冷沖壓、板料沖壓），按性質(zhì)分為：分離工序（落料、沖孔、切斷、切邊、剖切等）、成形工序（彎曲、拉深、翻邊、脹形、擴(kuò)口、縮口、旋壓等

2、）體積成形，分為鍛造（自由鍛、模鍛）、擠壓（開式模鍛、閉式模鍛）自由鍛，主要用于單件、小批量生產(chǎn)、大鍛件生產(chǎn)或冶金廠開坯。沖壓工藝分類按變形性質(zhì)分類：1、分離工序2、成形工序*按基本變形方式分類：1、沖裁2、彎曲3、拉深4、成形*按工序組合形式分類1、簡單工序2、組合工序（1、復(fù)合沖壓2、連續(xù)沖壓3、連續(xù)-復(fù)合沖壓）板料成形的失穩(wěn)現(xiàn)象：拉伸失穩(wěn)（板料在拉應(yīng)力作用下局部出現(xiàn)縮頸或斷裂）壓縮失穩(wěn)（板料在壓應(yīng)力作用下出現(xiàn)起皺）* 板料沖壓成形性能影響較大的力學(xué)性能指標(biāo)：1、屈服強(qiáng)度bs（小好）2、屈強(qiáng)比bs/（rb（小好）3、伸長率4、硬化指數(shù)n硬化指數(shù)：單向拉伸硬化曲線可寫成er=ceAn,其中指

3、數(shù)n即為硬化指數(shù)，表示在塑性變形中材料的硬化程度。* Q:什么叫加工硬化和硬化指數(shù)？加工硬化對沖壓成形有有利和不利的影響？A：加工硬化：指隨著冷變形程度的增加，金屬材料的強(qiáng)度和硬度指標(biāo)都有所提高，但塑性、韌性有所下降的現(xiàn)象。優(yōu)：由于加工過硬化使變形抗力提高，又提高了材料承載能力。缺：加工硬化變形越大，會使斷面在局部地方易形成縮頸，容易被拉斷不利于成形。5、厚向異性系數(shù)丫（大好）厚向異性系數(shù)越大，表示板料越不易在厚度方向上產(chǎn)生變形，不易出現(xiàn)變薄和增厚。6、塑性成型基本規(guī)律：加工硬化規(guī)律；卸載彈性恢復(fù)規(guī)律；最小阻力定律；塑性變形體積不變定律第二章* 沖載過程：1、彈性變形階段2、塑性變形階段3、斷

4、裂分離階段*沖裁件質(zhì)量指標(biāo)1、斷面質(zhì)量2、尺寸精度（模具制造精度的影響、模具間隙的影響、材料性質(zhì)厚度與軋制方向的影響、零件形狀尺寸的影響）3、形狀誤差*沖裁斷面的組成1、圓角帶（小好）2、光亮帶（寬好）措施：減小間隙3、斷裂帶（窄好）4、毛刺（小好）*影響斷面質(zhì)量的因素：1、材料性能的影響2、模具間隙的影響3、模具刃口鈍利情況的影響4、模具和設(shè)備的導(dǎo)向情況（影響最大）*間隙對模具壽命的影響（零件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命）間隙?。阂饹_載力、側(cè)壓力、摩擦力、卸料力、推件力增大，甚至?xí)共牧险尺B刃口，這落料件或就加劇了刃口的磨損；如果出現(xiàn)二次剪切，產(chǎn)生的碎屑也會使磨損加大。間隙小,廢料往往梗塞在凹模

5、洞口，導(dǎo)致凹模脹裂。間隙大：零件毛刺增大，卸料力增大，反而使刃口磨損加大。排樣的分類1、有廢料排樣2、少廢料排樣3、無廢料排樣排樣選擇的影響因素1、零件的形狀2、零件的斷面質(zhì)量、精度3、材料的利用率4、沖模結(jié)構(gòu)5、模具壽命6、操作的方便與安全7、生產(chǎn)率*沖裁順序的安排1、級進(jìn)沖裁的順序安排（先沖孔；采用定距側(cè)刃時，側(cè)刃切邊工序一般安排在前，與首次沖孔同時進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距，采用兩個定距側(cè)刃時，也可安排成一前一后；套料級進(jìn)沖裁按由里向外的順序，先沖內(nèi)輪廓，后沖外輪廓。）2、多工序工件用單工序沖裁時的順序安排（先落料使毛坯與條料分離，然后以外輪廓定位進(jìn)行其他沖裁；沖裁大小不同、相距較近的孔時，

6、為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔，后沖小孔。）*Q：試比較單工序模、級進(jìn)模和復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用?A:沖裁模種類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用單工序模由上模和下模兩部分組成生產(chǎn)效率低，結(jié)構(gòu)簡單，制造精度不是太高，適用于小批量單件生產(chǎn)，要求精度不高的零件級進(jìn)模（連續(xù)模）在單工序模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多工位、身效率沖?？蓽p少模具和設(shè)備數(shù)量，生產(chǎn)率高，操作方便安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓自動化，在大批量生產(chǎn)中效果顯著復(fù)合模既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模生產(chǎn)效率圖，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，適用于大批量生產(chǎn)，精度要求局的零件*Q:沖裁模一般由哪幾類零部件組成？它們在沖裁模中分別起什么作用?A:零部件作用工作零件實(shí)現(xiàn)沖裁變形使材料正確

7、分離，保證沖裁件形狀定位零件確定條料在模具中的正確位置卸料及推件零件將沖裁后由于彈性恢復(fù)而卡在凹?？變?nèi)和箍在凸模上的工件和廢料脫卸卜來導(dǎo)向零件保證上模和下模正確運(yùn)動連接固定零件將凸、凹模固定于上、下模座，以及將上、下模固定在壓力機(jī)上*模具零件的分類1、工藝零件（工作零件、定位零件、壓料出件卸料零部件）2、結(jié)構(gòu)零件（導(dǎo)向零件、緊固及其他零件）標(biāo)準(zhǔn)模架：上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等* Q:確定沖裁工藝方案的依據(jù)是什么？沖裁工藝的工序組合方式是根據(jù)什么來確定的？A:應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制訂幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等多方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理的沖裁方案。根據(jù)

8、影響因素：1、生產(chǎn)批量2、沖裁件尺寸精度3、對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性4、模具制造、安裝調(diào)整和成本5、操作方便和安全* 模具壓力中心的確定沖壓模中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，提高模具及壓力機(jī)壽命。第三章* 彎曲：將板料、棒料、管料和型材等彎曲成一定形狀及角度的零件的成形方法。* 彎曲現(xiàn)象及彎曲中的問題1、回彈2、彎裂3、變形區(qū)變薄4、長度增加*最小相對彎曲半徑（r/t最小值）的影響因素1、材料的力學(xué)性能2、板料的纖維方向3、板料的表面質(zhì)量和側(cè)邊質(zhì)量4、零件的彎曲中心角a5、板料的厚度*（彎曲）回彈：當(dāng)彎曲件從模具中取出后，發(fā)生了彎曲角和彎曲

9、半徑與模具不一致的現(xiàn)象。*影響彎曲件回彈量的因素1、材料的力學(xué)性能2、相對彎曲半徑r/t3、彎曲方式4、彎曲角a5、工件形狀6、其他影響因素*減小回彈的措施1、改進(jìn)彎曲件局部結(jié)構(gòu)及選用合適材料2、在工藝上采取措施3、采用補(bǔ)償法4、改變變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)5、軟模法6、用拉彎法減少回彈*拉深（拉延）：利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心工件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法。拉深時變形區(qū)是否失穩(wěn)起皺的影響因素1、凸緣部分材料的相對厚度2、切向壓應(yīng)力d3的大小3、材料的力學(xué)性能4、凹模工作部分幾何形狀防止拉裂的措施1、根據(jù)板材成形性能，采用適當(dāng)?shù)睦畋群蛪哼吜?/p>

10、2、增加凸模表面粗糙度3、改善凸緣部分的潤滑條件4、合理設(shè)計模具工作部分形狀和尺寸5、選用拉深性能好的材料*拉深系數(shù)：拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）的直徑之比。拉深系數(shù)是一個小于1的數(shù)值，其值愈大，表示拉深前后毛坯直徑變化愈小，即變形程度愈小。其值愈小，則毛坯直徑變化愈大，即變形程度大。第四章*翻邊：沿曲線或直線將薄板坯料邊部或坯料上預(yù)制孔邊部窄帶區(qū)域的材料彎折成豎邊的塑性加工方法。影響圓孔翻邊成形極限的因素有1、材料種類及其力學(xué)性能2、預(yù)制孔的孔口狀態(tài)3、材料的相對厚度4、凸模的形狀第九章*Q:什么是鍛造，在生產(chǎn)上是怎么分類的？A:鍛造（熱鍛工藝）：利用鍛壓設(shè)備，通過工具或模具

11、使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和內(nèi)部組織的工件的一種壓力加工方法。分類：按金屬變形時的溫度1、熱鍛2、溫鍛3、冷鍛按工作時所受作用力的來源1、手工鍛造（手鍛）2、機(jī)器鍛造（機(jī)鍛）*根據(jù)所使用設(shè)備和工具1、自由鍛造（自由鍛）2、模型鍛造（模鍛）3、胎模鍛造（胎模鍛）4、特種鍛造*Q：鍛前加熱的目的、方法及對鍛件質(zhì)量有何影響？A:目的：1、提高金屬塑性2、降低變形抗力3、使之易于流動成形并獲得良好的鍛后組織方法及對鍛件質(zhì)量的影響：1、火焰加熱：利用燃料（煤、焦炭、重油、柴油和煤氣）在火焰加熱爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生含有大量熱能的高溫氣體（火焰），通過對流、輻射把熱能傳遞毛坯表面，再由表面向

12、中心熱傳導(dǎo)而使金屬毛坯加熱。特點(diǎn)：燃料來源方便、爐子修造簡單、加熱費(fèi)用低、對毛坯的適應(yīng)范圍廣。但勞動條件差、加熱速度慢、效率低、加熱質(zhì)量難以控制。2、電加熱：通過把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軄砑訜峤饘倜?。其中有感?yīng)電加熱，接觸電加熱，電阻爐加熱和鹽浴加熱。特點(diǎn)：加熱溫度受到電熱體的限制，熱效率也比其他加熱法低，但對毛坯加熱的適應(yīng)范圍較大，便于實(shí)現(xiàn)加熱機(jī)械自動化，也可用保護(hù)氣體進(jìn)行少無氧化加熱。3、少無氧化加熱：（就是字面的意思）快速加熱，利用介質(zhì)保護(hù)加熱和少無氧化火焰加熱。特點(diǎn)：加熱升溫快，爐溫分布均勻，控制簡單可靠，可獲得表面光潔和尺寸精確的鍛件。* Q:確定鍛造溫度范圍的原則是什么？A:保證鋼有較高

13、的塑性、較低的變形抗力，得到高質(zhì)量鍛件，同時鍛造溫度范圍盡可能寬廣些，以便減少加熱火次，提高鍛造生產(chǎn)率。* Q:確定鍛造溫度范圍的基本方法有哪些？A:以鋼的平衡圖為基礎(chǔ)，參考鋼的塑性圖、抗力圖和再結(jié)晶圖，由塑性、質(zhì)量和變形抗力三方面加以綜合分析，從而定出始鍛溫度和終鍛溫度。* Q:說出剛在加熱過程中的常見缺陷。A:1、氧化2、脫碳3、過熱和過燒4、裂紋第十章* 徽粗：使毛坯高度減小而橫截面積增大的鍛造工序。分類1、平砧徽粗2、墊環(huán)鍛粗3、局部徽粗* 拔長：使毛坯橫截面積減少而長度增加的鍛造工序。* 沖孔：采用沖子將毛坯沖出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔方法1、實(shí)心沖子沖孔2、空心沖子沖孔3、在墊

14、環(huán)上沖孔* 擴(kuò)孔：減小空心毛坯壁厚而增加其內(nèi)外徑的鍛造工序。方法：1、沖子擴(kuò)孔2、芯軸擴(kuò)孔第十二章* Q:與錘鍛的各種特性相比，熱模鍛壓力機(jī)上模鍛有何特點(diǎn)。A:P2951）熱模鍛壓力機(jī)滑塊行程一定，速度慢，不能實(shí)現(xiàn)逐步變形。2）在熱模鍛壓力機(jī)上需要采用拔長、滾擠等預(yù)鍛工步時就需要在其他設(shè)備上完成。3）為了獲得精度高的的鍛件，清除氧化皮很重要4）由于熱模鍛壓力機(jī)導(dǎo)向的精度高，并采用帶有導(dǎo)柱的組合模，所以能鍛出精度高的鍛件。*Q:什么是工步設(shè)計？在熱模鍛壓力機(jī)上常有哪些工步？設(shè)計時應(yīng)注意什么?A:P297*Q:熱模鍛壓力機(jī)上鍛模結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)?*Q:說出摩擦壓力機(jī)適合成形哪類鍛件，型腔設(shè)計有何不同?

15、A:適用于精密模鍛和長桿類的鍛鍛。鍵上模裁相同.他不同之處：僮椿h:力機(jī)r弊銀及隕畿型腔的設(shè)計方法.一承二:轉(zhuǎn)荷的因此在距摩擦壓力機(jī)壓下螺桿直徑的二且終鍛型腔和例版型腔的壓力中心瘠螺桿的中心分別為兩型控間距的3和23*Q:平鍛機(jī)上的鍛件有哪些特點(diǎn)？哪些零件最適合在平鍛機(jī)上鍛造?A:P305（八條自己總結(jié)）5山干校工工W”仆0X和他應(yīng)式.田畫鏢ilf的少2些衣牌杵汽！，爆慎高.備則稱產(chǎn)文耀以泄陣的石剜.我不翻夫事料7）PMNhT%仔4&皿儀化皮布M沛*.筌水平酬1博嫡總賺國牝*;B）對ff4枝體、中心不1防的艇件,校小蝌造通向什校工第十三章*Q:模鍛件的后續(xù)工序包括哪些內(nèi)容?A:切邊、沖孔*Q:確定冷、熱切邊的原則。A1）高合金鋼和高碳鋼散件必須在熱態(tài)F進(jìn)行切邊或沖孔:2）叫；在0.45%以下的碳綱或低分金鋼鍛件.劣質(zhì)噴小于115kg時，般在冷態(tài)下切邊沖孔G.、j3J對于大型鍛件，即便是低碳鋼也應(yīng)采用熱切邊、沖孔，以減小所需設(shè)備的噸位04）當(dāng)切邊和沖孔后需采用熱校正和彎曲工序時，：采用熱切邊、沖孔c%做件連發(fā)較厚，沖頭截面較小時應(yīng)采用熱沖孔以防沖頭彎的或斷裂.對又形鍛件,見口內(nèi)表面自則不舄打磨.變形也不易校正,如果設(shè)備噸位足夠，最好用